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Yakov Zeldovich

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Yakov Borisovich Zeldovich [ 1 ] ( ruso: Я́ков Бори́сович Зельдо́вич , bielorruso : Я́каў Бары́савіч Зяльдо́віч ; 8 de marzo de 1914 - 2 de diciembre de 1987), también conocido como YaB , [ 2 ] fue un destacado físico soviético de origen bielorruso , conocido por sus prolíficas contribuciones en cosmología física , física de reacciones termonucleares , combustión y fenómenos hidrodinámicos . [ 3 ]

Desde 1943, Zeldovich, físico autodidacta, comenzó su carrera desempeñando un papel crucial en el desarrollo del antiguo programa soviético de armas nucleares . En 1963, regresó al mundo académico para emprender contribuciones pioneras a la comprensión fundamental de la termodinámica de los agujeros negros y ampliar el alcance de la cosmología física. [ 4 ]

Biografía

Primeros años y educación

Yakov Zeldovich nació en el seno de una familia judía bielorrusa en la casa de su abuelo en Minsk . [ 5 ] Sin embargo, a mediados de 1914, la familia Zeldovich se trasladó a San Petersburgo . Residieron allí hasta agosto de 1941, cuando la familia fue evacuada junto con el profesorado del Instituto de Física Química a Kazán para evitar la invasión del Eje a la Unión Soviética . [ 6 ] : 301 Permanecieron en Kazán hasta el verano de 1943, cuando Zeldovich se trasladó a Moscú. [ 6 ]

Su padre, Boris Naumovich Zeldovich, era abogado; su madre, Anna Petrovna Zeldovich (de soltera Kiveliovich), traductora del francés al ruso, era miembro del Sindicato de Escritores . [ 6 ] A pesar de haber nacido en una familia judía devota y religiosa, Zeldovich era un « ateo absoluto ». [ 7 ] [ 8 ]

Zeldovich fue autodidacta . Se le consideraba poseedor de un intelecto extraordinariamente versátil, y durante su vida exploró y realizó importantes contribuciones a una amplia gama de proyectos científicos. [ 4 ] En mayo de 1931, gracias a una oportunidad que se le presentó, consiguió un puesto como asistente de laboratorio en el Instituto de Física Química de la Academia de Ciencias de la Unión Soviética , y permaneció vinculado al instituto durante el resto de su vida. [ 6 ] [ 4 ] : 301 Como asistente de laboratorio, recibió instrucción preliminar sobre los temas relacionados con la química física y se labró una reputación entre sus superiores en el Instituto de Física Química. [ 6 ] : 301

De 1932 a 1934, Zeldovich asistió a los cursos de pregrado de física y matemáticas en la Universidad Estatal de Leningrado (actualmente Universidad Estatal de San Petersburgo ), y posteriormente asistió a las clases técnicas de física introductoria en el Instituto Politécnico de Leningrado (actualmente Universidad Politécnica Pedro el Grande de San Petersburgo ). [ 6 ] : 301 [ 9 ] : 2–5

En 1936, logró el título de Candidato a Doctor en Ciencias (equivalente soviético al Doctorado), tras defender con éxito su tesis sobre el tema de la " adsorción y catálisis en superficies heterogéneas". [ 6 ] : 301 La centralidad de su tesis se centró en la investigación de la isoterma de adsorción de Freundlich (o clásica) , y Zeldovich descubrió el fundamento teórico de esta observación empírica. [ 1 ]

En 1939, Zeldovich preparó su disertación basada en la teoría matemática de la interpretación física de la oxidación del nitrógeno y recibió con éxito el Doctorado en Ciencias en física matemática cuando fue revisada por Alexander Frumkin . [ 10 ] : 39–40 Zeldovich descubrió su mecanismo, conocido en química física como el mecanismo térmico de NO x o mecanismo de Zeldovich .

Programa soviético de armas nucleares

Zeldovich es considerado un principal secreto del proyecto soviético de armas nucleares ; sus viajes al extranjero estaban muy restringidos, a Europa del Este, bajo estricta seguridad soviética. [ 11 ] : 198–199 Poco después del descubrimiento de la fisión nuclear (por el químico alemán Otto Hahn en 1939), los físicos rusos comenzaron a investigar el alcance de la física de la fisión nuclear y emprendieron seminarios sobre el tema; Igor Kurchatov y Yulii Khariton participaron en 1940. [ 6 ] : 79–80

En mayo de 1941, Zeldovich trabajó con Khariton en la construcción de una teoría sobre la cinética de las reacciones nucleares en presencia de las condiciones críticas . [ 6 ] : 81 El trabajo de Khariton y Zeldovich se extendió a teorías de ignición, combustión y detonación ; estas explicaban características que no habían sido predichas, observadas ni explicadas correctamente con anterioridad. [ 6 ] : 82 [ 4 ] La teoría moderna de la detonación se llama, por consiguiente, teoría de Zeldovich-von Neumann-Dohring, o ZND, y su desarrollo implicó tediosos cálculos de neutrones rápidos ; este trabajo se había retrasado debido a la invasión alemana de la Unión Soviética , que obstaculizó el progreso de los hallazgos que en junio de 1941 serían desclasificados. [ 6 ] : 82 En 1942, Zeldovich fue trasladado a Kazán y el Comisariado del Pueblo de Municiones le encargó trabajar en la pólvora convencional que se suministraría al Ejército Soviético , mientras que a Khariton se le pidió que diseñara los nuevos tipos de armamento convencional. [ 6 ] : 87–88

En 1943, Joseph Stalin decidió iniciar un programa de desarrollo de armas nucleares , bajo la dirección de Igor Kurchatov ; este último solicitó a Stalin que trasladara a Zeldovich y Khariton a Moscú, en el marco del programa de armas nucleares. [ 6 ] : 87–88 Zeldovich se unió al pequeño equipo de Igor Kurchatov en este laboratorio secreto de Moscú para iniciar el trabajo sobre la teoría de la combustión nuclear, y se convirtió en jefe del departamento teórico del Arzamas-16 en 1946. [ 4 ]

Junto con Isai Gurevich , Isaak Pomeranchuk y Khariton, Zeldovich preparó un informe científico sobre la viabilidad de liberar energía mediante fusión nuclear desencadenada por una explosión atómica y se lo presentó a Igor Kurchatov. [ 4 ] Zeldovich se benefició del conocimiento físico y técnico proporcionado por el físico alemán Klaus Fuchs y el físico estadounidense Theodore Hall , quienes habían trabajado en el Proyecto Manhattan estadounidense para el desarrollo de armas nucleares. [ 6 ] : 89–90

En 1949, Zeldovich dirigió un equipo de físicos que llevó a cabo la primera prueba nuclear , la RDS-1 , basada aproximadamente en el diseño estadounidense obtenido a través de los espías atómicos en los Estados Unidos, aunque continuó su trabajo fundamental sobre la teoría de los explosivos. [ 6 ] : 89–90 Zeldovich luego comenzó a trabajar en la modernización de los diseños sucesivos del arma nuclear e inicialmente concibió la idea de la bomba de hidrógeno a Andrei Sakharov y otros. [ 6 ] : 89–90 En el curso de su trabajo sobre armas nucleares, Zeldovich hizo un trabajo innovador en hidrodinámica de la radiación y la física de la materia a alta presión.

Entre 1950 y 1953, Zeldovich realizó los cálculos necesarios para la viabilidad de la bomba de hidrógeno , que fueron verificados por Andrei Sakharov , aunque ambos grupos trabajaron en paralelo en el desarrollo de la fusión termonuclear. Sin embargo, fue Sakharov quien cambió radicalmente el enfoque de la fusión termonuclear, con la ayuda de Vitaly Ginzburg en 1952. [ 12 ] : 56–57 Permaneció vinculado al programa de pruebas nucleares, dirigiendo los laboratorios experimentales de Arzamas - 16 hasta octubre de 1963, cuando se dedicó a la docencia. [ 10 ] : 38–40

En octubre de 1973, en el apogeo de la Guerra de Yom Kippur , y tras escuchar rumores de un inminente ataque nuclear soviético contra Israel, dejó una carta a su colega físico judío soviético Ilya Lifshitz en caso de que se produjera un ataque, en cuyo caso tenía la intención de suicidarse. [ 13 ] : 350

Academia y cosmología

En 1952, Zeldovich comenzó a trabajar en el campo de las partículas elementales y sus transformaciones. Predijo la desintegración beta del mesón pi . Junto con Semyon Gershtein, observó la analogía entre las interacciones débiles y electromagnéticas , y en 1960 predijo el fenómeno de la catálisis muónica (más precisamente, la fusión dt catalizada por muones). En 1977, Zeldovich, junto con Fyodor Shapiro, recibió la Medalla Kurchatov , el máximo galardón en física nuclear de la Unión Soviética. La mención fue "por la predicción de las características de los neutrones ultrafríos , su detección e investigación". Fue elegido académico de la Academia de Ciencias de la URSS el 20 de junio de 1958. Fue jefe de división en el Instituto de Matemáticas Aplicadas de la Academia de Ciencias de la URSS desde 1965 hasta enero de 1983.

Zeldovich (derecha) con el astrofísico Iosif Shklovsky en 1977.

A principios de la década de 1960, Zeldovich comenzó a trabajar en astrofísica y cosmología física . En 1964, él e independientemente Edwin Salpeter fueron los primeros en sugerir que los discos de acreción alrededor de agujeros negros masivos son responsables de las enormes cantidades de energía radiadas por los cuásares . [ 14 ] [ 15 ] Desde 1965, fue profesor en el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Moscú y jefe de la división de Astrofísica Relativista en el Instituto Astronómico Sternberg . En 1966, él e Igor Novikov fueron los primeros en proponer la búsqueda de candidatos a agujeros negros entre sistemas binarios en los que una estrella es ópticamente brillante y oscura en rayos X y la otra ópticamente oscura pero brillante en rayos X (el candidato a agujero negro). [ 16 ]

Zeldovich trabajó en la teoría de la evolución del universo caliente, las propiedades de la radiación de fondo de microondas , la estructura a gran escala del universo y la teoría de los agujeros negros . Predijo, junto con Rashid Sunyaev , que la radiación cósmica de fondo de microondas debería experimentar dispersión Compton inversa . Esto se conoce como el efecto Sunyaev-Zeldovich , y las mediciones realizadas por telescopios como el Telescopio Cosmológico de Atacama y el Telescopio del Polo Sur lo han establecido como una de las sondas observacionales clave de la cosmología de cúmulos. Zeldovich aportó ideas perspicaces sobre la naturaleza de la estructura a gran escala del universo, en particular, mediante el uso de la teoría de perturbación lagrangiana (la aproximación de Zeldovich) y la aplicación del enfoque de la ecuación de Burgers a través de la aproximación de adhesión.

En 1974, en colaboración con AG Polnarev, sugirió la existencia de un efecto de memoria gravitacional , para el cual un sistema de partículas en caída libre inicialmente en reposo relativo se desplaza después del paso de una ráfaga de radiación gravitacional . [ 17 ]

Termodinámica de los agujeros negros

Zeldovich desempeñó un papel clave en el desarrollo de la teoría de la evaporación de agujeros negros debido a la radiación de Hawking . Zeldovich y Charles W. Misner predijeron simultáneamente la posibilidad de generación de partículas por agujeros negros de Kerr en rotación en 1971 y 1972. Anteriormente, en 1965, Zeldovich había predicho que los agujeros negros de Kerr dividirían las líneas de emisión de fotones como en un efecto Zeeman. Durante la visita de Stephen Hawking a Moscú en 1973, los científicos soviéticos Zeldovich y Alexei Starobinsky le mostraron a Hawking que, según el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica , los agujeros negros en rotación deberían crear y emitir partículas. [ 18 ]

Familia

Con su esposa, Varvara Pavlovna Konstantinova, Yakov Zeldovich tuvo un hijo y dos hijas que también fueron físicas: hijo – Boris Zeldovich ; [ 19 ] hijas – Olga Yakovlevna Zeldovich y Marina Yakovlevna Zeldovich.

Zeldovich también tuvo una hija, Annushka, con OK Shiryaeva. [ 20 ]

En 1945 tuvo otra hija, Alexandra Varkovitskaya, con la lingüista y folclorista Ludmila Varkovitskaya .

Zeldovich tuvo otro hijo con Nina Nikolaevna Agapova en 1958, cuyo nombre era Leonid Yakovlevich Agapov; falleció en 2016 a la edad de 58 años.

Publicaciones

Libros

  • Zelʹdovich, Yakov B.; Ruzmaikin, Alexander A. (2015). Problemas de la dinamo en astrofísica . Cambridge, Reino Unido: Cambridge Scientific Publishers. ISBN 978-1-908106-44-5.
  • Zel'dovich, Yakov Borisovich; Novikov, ID (2011). Estrellas y Relatividad . Mineola, Nueva York: Dover. ISBN 978-0-486-69424-5.
  • Zel'dovich, Ya B.; Raizer, Yu. P. (2012). Física de ondas de choque y fenómenos hidrodinámicos de alta temperatura, Volumen 1. Dover.
  • Zel'dovich, Ya B.; Raizer, Yu. P. (2012). Física de ondas de choque y fenómenos hidrodinámicos de alta temperatura, volumen 2. Dover.
  • Perelomov, AM; Zel'dovich, Yakov B. (1999). Mecánica cuántica: temas selectos . Singapur: World Scientific. ISBN 978-9810235505.
  • Zel'dovich, Ya B.; Myshkis, AD (1976). Elementos de matemáticas aplicadas . Traducido por Yankovsky, George. Editorial Mir.
  • Zel'dovich, Ya B.; Myshkis, AD Elementos de física matemática .
  • Zel'dovich, Ya B. (1993). Obras selectas de Yakov Borisovich Zeldovich: Partículas, núcleos y el universo . Princeton University Press. ISBN 978-0691087429.
  • Zel'dovich, Ya B. (1992). Obras selectas de Yakov Borisovich Zeldovich: Física química e hidrodinámica . Princeton University Press. ISBN 978-0691085944.
  • Zel'dovich, Ya B. (1992). Mi universo: Reseñas seleccionadas . Routledge. ISBN 978-3718650040.
  • Zeldovich, Yakov Borisovich; Ruzmaikin, Aleksandr Andreevich; Sokoloff, Dimitrij D. (1990). Campos magnéticos en astrofísica . Nueva York: Gordon and Breach. ISBN 978-0-677-22330-8.
  • Zel'dovich, Yakov B.; Ruzmaikin, AA; Sokoloff, DD (1990). La Todopoderosa Oportunidad . Singapur: World Scientific. ISBN 978-9971-5-0917-0.
  • Zeldovich, Ya. B.; Barenblatt, GI; Librovich, VB; Makhviladze, GM (1985). La Teoría Matemática de la Combustión y las Explosiones . Nueva York: Plenum Press. ISBN 978-0306109744.
  • Zel'dovich, Ya.B.; Pilipetsky, NF; Shkunov, VV (1985). Principios de conjugación de fases . Berlín Heidelberg: Springer. ISBN 978-3-662-13573-0.
  • Zel'dovich, Ya B.; Novikov, ID (1983). Astrofísica relativista: Vol.2: La estructura y evolución del universo . Chicago: Prensa de la Universidad de Chicago. ISBN 978-0226979571.
  • Zel'dovich, Ya B.; Novikov, ID (1971). Astrofísica relativista: Vol. 1: Estrellas y relatividad . University of Chicago Press. ISBN 978-0226979557.
  • Zel'dovich, Ya B.; Raizer, Yu. P. (1968). Elementos de dinámica de gases y la teoría clásica de las ondas de choque . Academic Press.
  • Zel'dovich, Yakov B.; Kompaneets, AS (1960). Teoría de la detonación . Nueva York y Londres: Academic Press.
  • Zel'dovich, Ya.B.; Yaglom, IM (1988). Matemáticas superiores para principiantes (principalmente físicos e ingenieros) . Prentice Hall. ISBN 978-0133876482.
  • Zeldovich Ya. B. (1946). Teoría de las ondas de choque e introducción a la dinámica de gases .

Premios y distinciones

Igor Kurchatov lo llamó un «genio» y Andrei Sakharov lo denominó «un hombre de intereses científicos universales». Tras el primer encuentro en Moscú, Stephen W. Hawking le escribió a Zeldovich: «Ahora sé que usted es una persona real y no un grupo de científicos como Bourbaki ». [ 21 ] Fue miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (1975), [ 22 ] de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (1979), [ 23 ] y de la Sociedad Filosófica Estadounidense (1979). [ 24 ]

Referencias

  1. 1 2 Ginzburg, VL (1994). "Yakov Borissovich Zeldovich. 8 de marzo de 1914–2 de diciembre de 1987" . Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society . 40 : 430–441 . doi : 10.1098/rsbm.1994.0049 . S2CID 122681428 . 
  2. ↑ "YaB-100 – Página principal" . master.sai.msu.ru . sai-msu . Consultado el 18 de abril de 2017 .
  3. ↑ Zelʹdovich, Ya. B.; Raĭzer, Yu. P. (2002). Hayes, Wallace D.; Probstein, Ronald F. (eds.). Física de ondas de choque y fenómenos hidrodinámicos de alta temperatura . Mineola, NY: Dover Publications. ISBN 0-486-42002-7.
  4. 1 2 3 4 5 6 Sublette, Carey (1 de mayo de 2002). "Yakov Zel'dovich" . nuclearweaponarchive.org . Archivos de armas nucleares . Recuperado el 17 de abril de 2017 .
  5. ↑ "En este día de la historia judía / Nace un físico nuclear autodidacta" . Haaretz . 8 de marzo de 2013. Archivado del original el 15 de marzo de 2013. Consultado el 8 de noviembre de 2013 .
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Sunyaev, Rashid (2004). "Infancia y años escolares" . Memorias de Zeldovich (1.ª ed.). Londres: CRC Press. pág. 370. ISBN   9780203500163Consultado el 17 de abril de 2017 .
  7. ^ Zel'dovich, Yakov Borisovich (2004). Sunyaev, RA (ed.). Zeldovich: Reminiscencias . Prensa CRC. pag. 69 . ISBN  9780415287906Creo que me conoces lo suficientemente bien: soy un ateo absoluto y todos los días de la semana son exactamente iguales para mí .
  8. ↑ Andrei Sajarov: Facetas de una vida . Atlántica Séguier Fronteras. 1991. pág. 599.ISBN​  9782863320969En lo que respecta a la religión , Yakov Borisovich podía afirmar sin ambigüedad: "Soy un ateo absoluto".
  9. ^ Sirignano, W.; Merzhanov, A.; De Luca, L. (1997). "Biografía" . Avances en la ciencia de la combustión : en honor a Ya. B. Zel'dovich (173 ed.). Reston, Va .: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, Inc. p. 500.ISBN​    9781600864261Consultado el 18 de abril de 2017 .
  10. 1 2 Hargittai, Istvan (2013). Gloria enterrada : retratos de científicos soviéticos . Nueva York: Oxford University Press. pág. 320. ISBN   9780199985593Consultado el 18 de abril de 2017 .
  11. ↑ Khalatnikov, Isaak M. (2012). De la bomba atómica a la autobiografía del Instituto Landau. Top non-secret . Berlín: Springer, Khalatnikov. p. 210. ISBN  9783642275616Consultado el 18 de abril de 2017 .
  12. ↑ Roberg, Jeffrey L. (1998). «La bomba de hidrógeno» . Ciencia soviética bajo control: La lucha por la influencia (1.ª ed.). EE. UU.: Springer. pág. 153. ISBN   9781349262908Consultado el 18 de abril de 2017 .
  13. ↑ Ginor, Isabella; Remez, Gideon (1 de agosto de 2017). La guerra soviético-israelí, 1967-1973 . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-069348-0.
  14. ↑ Collin, Suzy (2006). "Cuásares y núcleos galácticos, una historia agitada de medio siglo". AIP Conf. Proc . 861 : 587–595 . arXiv : astro-ph/0604560 . Bibcode : 2006AIPC..861..587C . doi : 10.1063/1.2399629 . S2CID 14346374 . 
  15. ↑ Zel'dovich, Ya.B. (1964). "El destino de una estrella y la evolución de la energía gravitacional durante la acreción". Sov. Phys. Dokl . 9 : 195. Bibcode : 1964SPhD....9..195Z .
  16. ↑ Thorne, Kip (1994). Agujeros negros y distorsiones temporales . WW Norton & Company. págs. 308–309 . ISBN  0-393-31276-3.
  17. ↑ Ya. B. Zel'dovich y AG Polnarev, "Radiación de ondas gravitacionales por un cúmulo de estrellas superdensas," Astron. Zh. 51 , 30 (1974) [Sov. Astron. 18 17(1974)].
  18. ↑ Hawking, Stephen (1988) Breve historia del tiempo , Bantam Books.
  19. ↑ «El profesor Boris Zeldovich fallece a los 74 años» . CREOL, Facultad de Óptica y Fotónica. 18 de diciembre de 2018. Archivado del original el 27 de diciembre de 2018. Consultado el 27 de diciembre de 2018 .
  20. ↑ Hargittai, Istvan (2013). Gloria enterrada: Retratos de científicos soviéticos . Oxford University Press.
  21. ↑ Zelʹdovich, Ya. B. (1992). Física química e hidrodinámica . Editor de la edición en inglés: JP Ostriker. Coeditores de la edición en inglés: GI Barenblatt y RA Sunyaev. Supervisor técnico de la edición en inglés: E. Jackson. Traductores de la edición en inglés: A. Granik y E. Jackson. Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-6297-9OCLC 889252616​​ 
  22. ↑ "Yakov Borisovich Zel'dovich" . Academia Estadounidense de Artes y Ciencias . Consultado el 23 de junio de 2022 .
  23. ↑ "Yakov Zeldovich" . www.nasonline.org . Consultado el 23 de junio de 2022 .
  24. ↑ "Historial de miembros de APS" . search.amphilsoc.org . Consultado el 23 de junio de 2022 .

Lecturas adicionales

  • Overbye, D. Corazones solitarios del cosmos: La búsqueda científica del secreto del universo . Nueva York: HarperCollins, 1991.
  • Bibliografía anotada de Yakov Borisovich Zel'dovich de la Biblioteca Digital Alsos sobre Asuntos Nucleares.
  • Yakov Borisovich Zel'dovich – página de la Universidad Estatal de Moscú dedicada a Zeldovich
  • Teoría de la combustión de gases no mezclados – Zeldovich, 1949, traducido en 1974
  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con Yakov Borisovich Zel'dovich en Wikimedia Commons
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